(57)【要約】【課題】２自由度の制御系によりスリップロックアップ時におけるフィードバック制御の設計の自由度及び制御精度を向上させる。【解決手段】車両の運転状態に基づいてオープンループ制御からスリップ制御に切り換えてりロックアップクラッチの締結状態を制御するスリップ制御手段と、を備え、前記スリップ制御手段は、Ｆ／Ｆ制御系ではＦ／Ｆスリップ回転速度指令値と、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインとからＦ／Ｆ目標コンバータトルクを演算する。Ｆ／Ｂ制御系では、Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値とＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインからＦ／Ｂ目標コンバータトルクを演算する。そして、Ｆ／Ｆ目標コンバータトルクとＦ／Ｂ目標コンバータトルクの和を目標コンバータトルクとし、前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインの変動幅よりも小さく設定する。【選択図】図２
2006083952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを備えて原動機と自動変速機の間に介装されたトルクコンバータと、
車両の運転状態に基づいてオープンループ制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するオープン制御手段と、
車両の運転状態から前記ロックアップクラッチの目標スリップ回転速度を求める目標スリップ回転算出部と、
前記トルクコンバータのポンプインペラ回転速度とタービン回転速度から実際のスリップ回転速度を検出する実スリップ回転速度検出手段と、
前記目標スリップ回転と実際のスリップ回転に基づいてフィードバック制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するスリップ制御手段と、
前記ロックアップクラッチの締結時には、所定の条件が成立したときに前記オープン制御手段からスリップ制御手段へ切り換える締結制御手段と、を備えたトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記スリップ制御手段は、
フィードフォワードによりＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインを演算し、このＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインに基づいてＦ／Ｆ目標コンバータトルクを演算するＦ／Ｆ補償手段と、
フィードバックによりＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインを演算し、このＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインに基づいてＦ／Ｂ目標コンバータトルクを演算するＦ／Ｂ補償手段と、
前記Ｆ／Ｆ目標コンバータトルクとＦ／Ｂ目標コンバータトルクとを加算して目標コンバータトルクを演算する目標コンバータトルク演算手段と、
を備え、
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインの変動幅よりも小さく設定することを特徴とするトルクコンバータのスリップ制御装置。
【請求項２】
前記Ｆ／Ｆ補償手段は、
前記目標スリップ回転速度に基づいて、フィードフォワードによるＦ／Ｆスリップ回転速度指令値を演算するＦ／Ｆスリップ回転速度指令値演算手段と、
前記タービン回転速度に基づいてＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインを演算するＦ／Ｆスリップ回転速度ゲイン演算手段と、
前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインで除してフィードフォワードによるＦ／Ｆ目標コンバータトルクを演算するＦ／Ｆ目標コンバータトルク演算手段と、
を有し、
前記Ｆ／Ｂ補償手段は、
前記目標スリップ回転速度と実スリップ回転速度に基づいて、フィードバックによるＦ／Ｂスリップ回転速度指令値を演算するＦ／Ｂスリップ回転速度指令値演算手段と、
前記タービン回転速度に基づいてＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインを演算するＦ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段と、
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値を前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインで除してフィードバックによるＦ／Ｂ目標コンバータトルクを演算するＦ／Ｂ目標コンバータトルク演算手段と、
を有し、
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段は、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインの変動幅よりも小さく設定することを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
【請求項３】
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段は、
トルクコンバータへの入力トルクを検出または推定する入力トルク検出手段を有し、
前記入力トルクが大きくなるにつれて前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインよりも小さく設定することを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
【請求項４】
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段は、前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインを固定値とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
【請求項５】
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段は、前記固定値を、スリップ制御が行われる運転条件において想定されるＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動範囲の中央値とすることを特徴とする請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
【請求項６】
前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン演算手段は、前記固定値を、スリップ制御が行われる運転条件において、最も使用頻度の高い運転条件に対応する値に設定されることを特徴とする請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータのスリップ制御装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無段変速機を含む自動変速機の動力伝達系に介装されたトルクコンバータのロックアップ制御装置は、トルクコンバータ（トルコン）の滑りに起因する燃費の悪化を低減するために、トルク増大作用や変速ショック吸収機能を必要としない運転領域において、トルクコンバータの入出力要素間を直結状態とするロックアップモードを備え、この他に、入出力要素間を完全解放し、流体を介してトルク伝達を行なうコンバータモードと、ロックアップクラッチを半締結状態とし、所定のスリップ状態を維持するスリップモードの合わせて３つのモードを備えたものが知られており、上記３つのモードを運転状態により適宜切り換えている。この動作モードの切り替えは、ロックアップ差圧を変化させる事により行ない、最小圧の場合はコンバータ状態、最大圧の場合はロックアップ状態となる。
【０００３】
上記コンバータモードからロックアップモードへの切り換えは、オープンループ制御でロックアップ差圧を昇圧した後、フィードバック制御によるスリップモードを経てからロックアップモードへ移行するスリップロックアップが知られており、スリップモードでは、所定のスリップ回転を維持するために必要なロックアップクラッチの締結容量を算出している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
上記特許文献１の従来技術では、運転状態に応じてスリップ回転速度ゲインｇＳＬＰＣを設定するスリップ回転速度ゲイン設定手段と、スリップ回転速度指令値ωＳＬＰＣをスリップ回転速度ゲインｇＳＬＰＣで除して目標コンバータトルクｔＣＮＶＣを算出する目標コンバータトルク算出手段とを備え、エンジンの出力トルクからこの目標コンバータトルクを差し引いて目標ロックアップクラッチ締結容量を算出する。
【０００５】
そして、目標コンバータトルク算出手段は、２自由度スリップ制御系に適用したものであり、Ｆ／Ｆ（フィードフォワード）スリップ回転速度指令値ωＳＬＰＴＣ２を算出するＦ／Ｆスリップ回転速度指令値算出手段と、Ｆ／Ｂ（フィードバック）スリップ回転速度指令値ωＳＬＰＣ１を算出するＦ／Ｂスリップ回転速度指令値算出手段と、上記Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値ωＳＬＰＴＣ２とωＳＬＰＣ１とを加算してスリップ回転速度指令値ωＳＬＰＣを算出する加算手段とを備え、目標コンバータトルク算出部を前記加算手段の後段に設けている。
【特許文献１】特許第３２４０９７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、運転状態に応じて変化する制御対象に対して、目標コンバータトルク算出手段におけるスリップ回転速度ゲインが変化することで線形化補償を行なう構成になっており、算出したロックアップクラッチの締結容量に相当するロックアップ制御弁の指示圧力と、実際の圧力のと間に偏差、いわゆる差圧バラツキが存在する場合、その偏差分をＦ／Ｂ補償器が動作することで補償している。
【０００７】
このため、ロックアップ制御弁の個体差や動作時の油温違いなどによって、その差圧バラツキが異なる場合、Ｆ／Ｂ補償器の動作点が異なることになる。これは、運転状態の変化によってスリップ回転速度ゲインが変化したときのＦ／Ｂ補償器の操作量が差圧バラツキによって異なることを意味し、結果として差圧の過不足等による制御性能の劣化を招くという問題があった。
【０００８】
すなわち、スリップ回転速度ゲインは、油温や運転条件になどによって変化するうえ、同じ運転条件でも生産バラツキや経時劣化などにより異なるものである。このような条件によって変化するスリップ回転速度ゲインがＦ／Ｂループ内に存在するため、スリップ回転速度ゲインが変動する度に、そのゲイン変動による制御系の出力変動を抑えるために、Ｆ／Ｂ補償器の出力が変動してしまい、本来のスリップ回転偏差を解消する以外の目的のためにＦ／Ｂ補償器が動作することになり、Ｆ／Ｂ補償器において最適なゲイン設定が行えないという問題がある。
【０００９】
さらに、Ｆ／Ｂループ内に変動要素が存在するため、Ｆ／Ｂゲイン設計時の自由度が制限されてしまい、制御系全体の性能が低下する、という問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、２自由度の制御系によりスリップロックアップ時のフィードバック制御の設計の自由度及び制御精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ロックアップクラッチの締結時には、所定の条件が成立したときに前記オープン制御手段からスリップ制御手段へ切り換える締結制御手段と、を備えたトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記スリップ制御手段は、Ｆ／Ｆ制御系では前記目標スリップ回転速度に基づいて、フィードフォワードによるＦ／Ｆスリップ回転速度指令値を演算し、タービン回転速度に基づいてＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインを演算し、前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインで除してフィードフォワードによるＦ／Ｆ目標コンバータトルクを演算する。一方、Ｆ／Ｂ制御系では、目標スリップ回転速度と実スリップ回転速度に基づいてＦ／Ｂスリップ回転速度指令値を演算し、前記タービン回転速度に基づいてＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインを求め、前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値を前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインで除してＦ／Ｂ目標コンバータトルクを演算する。そして、Ｆ／Ｆ目標コンバータトルクとＦ／Ｂ目標コンバータトルクの和を目標コンバータトルクとしてロックアップクラッチの締結を行う際に、前記Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を前記Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインの変動幅よりも小さく設定する。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本発明によれば、スリップ回転速度ゲインが変動することによって、Ｆ／Ｂ補償手段のゲイン設計における自由度が制限されているような場合においても、この変動幅を小さくすることでＦ／Ｂ補償器のゲイン設計の制限を緩和することができ、Ｆ／Ｆ補償手段とＦ／Ｂ補償手段において、各々独立した最適なスリップ回転速度ゲインを設定できるようになる。同時に、Ｆ／Ｆ補償手段は前記従来通りの制御対象に応じた最適ゲインによる補償動作を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明のシステム構成を示す概略図である。
【００１５】
この図１において、１は無段変速機を含む自動変速機等の動力伝達系に介装されたトルクコンバータを示し、内部作動流体を介して入出力要素間での動力伝達を行うものである。
【００１６】
トルクコンバータ１は、更にトルクコンバータ出力要素（タービン）と共に回転するロックアップクラッチ２を内蔵し、このロックアップクラッチ２は、トルクコンバータ入力要素（インペラ）に締結されるとき、トルクコンバータ１を入出力要素間が直結されたロックアップ状態にするものとする。
【００１７】
ロックアップクラッチ２は、その両側（前後）におけるトルクコンバータアプライ圧ＰＡとトルクコンバータレリーズ圧ＰＲとの差圧ＰＡ−ＰＲに応動し、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも高いとロックアップクラッチ２は開放されてトルクコンバータ入出力要素間を直結せず、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも低くなる時ロックアップクラッチ２は締結されてトルクコンバータ入出力要素間を直結するものである。
【００１８】
そして、上記後者の締結に際して、ロックアップクラッチ２の締結力、つまりロックアップ容量は、上記の差圧ＰＡ−ＰＲにより決定し、この差圧が大きい程ロックアップクラッチ２の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。
【００１９】
差圧ＰＡ−ＰＲは、周知のロックアップ制御弁３により制御し、このロックアップ制御弁３には、アプライ圧ＰＡおよびレリーズ圧ＰＲを相互に対向するように作用させ、更にアプライ圧ＰＡと同方向にばね３ａの付勢力を、またレリーズ圧ＰＲと同方向にばね力を作用させ、同時にレリーズ圧ＰＲと同方向に信号圧Ｐｓをそれぞれ作用させる。
【００２０】
ロックアップ制御弁３は、これら油圧とバネの付勢力が釣り合うよう差圧ＰＡ−ＰＲを決定する。
【００２１】
ここでロックアップ制御弁３にかかる信号圧Ｐｓは、ポンプ圧ＰＰを元圧としてロックアップソレノイド４がロックアップデューティに応じて作り出すもので、マイクロコンピュータなどで構成されるコントローラ５は、ロックアップソレノイド４を介して差圧ＰＡ−ＰＲを制御する。
【００２２】
コントローラ５には、車両の走行状態やドライバーの運転状況を示す信号、例えば、自動変速機に設けた出力軸回転センサ９からの信号、トルクコンバータ１のタービン回転センサ８からのタービンランナ回転速度（入力軸回転速度またはプライマリ回転速度）を示す信号、トルクコンバータ１への入力回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するインペラ回転センサ７からのポンプインペラ回転速度を示す信号、スロットル開度センサ１０からの信号（スロットル開度ＴＶＯまたはアクセル操作量）、油温センサ１１からの信号などが入力され、これらの検出信号によりロックアップクラッチ２の締結や解放あるいはスリップなどの制御を行う。なお、車速ＶＳＰは出力軸回転センサ９が検出した出力軸回転速度に所定の定数を乗じて求めるものとする。
【００２３】
コントローラ５は、オープンループ制御とスリップ制御（フィードフォワード制御＋フィードバック制御）とを切り換えてスリップロックアップを行うもので、ロックアップソレノイド４を駆動するロックアップデューティ（図２のＳDUTY）を決定するとともに、電源電圧信号６に応じてロックアップデューティの補正を行う。
【００２４】
次に、コントローラ５で行われる制御のうち２自由度制御系を用いたスリップ制御について図２の制御系構成図に基づき説明する。このスリップ制御は、例えば、オープン制御でロックアップ差圧を昇圧して目標スリップ回転速度と実スリップ回転速度の偏差が所定値以下になると所定条件が成立したと判定して実行されるものである。
【００２５】
目標スリップ回転演算部Ｓ１００では、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯ（またはアクセル操作量）と油温ＴATF等に基づき、トルク変動やこもり音の発生が最も少ないところに目標スリップ回転速度ωSLPTを決定する。
【００２６】
実スリップ回転演算部Ｓ１０３では、ポンプインペラの回転速度ωiRからタービンランナの回転速度ωTRを減算してトルクコンバータ１の実スリップ回転速度ωSLPRを算出する。
【００２７】
ここで、ポンプインペラの回転速度はエンジン回転速度Ｎｅと等価であり、また、タービン回転速度は自動変速機の入力軸回転速度と等価な速度である。
【００２８】
前置補償器（Ｓ１０１ＡおよびＳ１０１Ｂ）では、目標スリップ回転速度ωSLPTを、設計者の意図する応答になるように設定した補償用フィルタを通過させることにより、目標スリップ回転補正値を算出する。
【００２９】
まず、前置補償器Ｓ１０１Ａでは、目標スリップ回転速度ωSLPTをもとに、第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1を次式により算出する。
【００３０】
【数１】
2006083952.tif 000003
【００３１】
ただし、ＧR（Ｓ）は規範モデルであり、設計者の意図する目標応答が得られるような伝達関数を設定する。例えば、規範モデルを時定数Ｔｔの１次遅れで構成する場合には、
【００３２】
【数２】
2006083952.tif 000004
【００３３】
とする。
【００３４】
次に前置補償器Ｓ１０１Ｂでは、第２の目標スリップ回転補正値ωSLPTC2を、
【００３５】
【数３】
2006083952.tif 000005
【００３６】
より算出する。ただし、
【００３７】
【数４】
2006083952.tif 000006
【００３８】
であり、ＧM（ｓ）はフィードフォワード補償器である。また、Ｐ（ｓ）は制御対象であるスリップ回転部をモデル化した伝達関数で、時定数Ｔｔの１次遅れとすると、
【００３９】
【数５】
2006083952.tif 000007
【００４０】
となる。
【００４１】
前置補償器フィルタ定数設定部（Ｓ１０２）では、前述の規範モデルおよびフィードフォワード補償器におけるフィルタ定数（Ｔｔ、Ｔｐ）を設定する。なお、本制御系は２自由度制御系であるため、規範モデルの時定数Ｔｔは、設計者が望む応答になるように車両の運転状態に応じて設定され、フィードフォワード補償器（Ｓ１０１Ｂ）の時定数Ｔｐは、制御対象であるスリップ回転モデルに従って設定される。
【００４２】
スリップ回転速度偏差演算部Ｓ１０２では、前置補償器Ｓ１０１Ａからの第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1と実スリップ回転速度ωSLPRとの間のスリップ回転偏差ωSLPERを、
【００４３】
【数６】
2006083952.tif 000008
【００４４】
より算出する。
【００４５】
フィードバック補償演算部Ｓ１０５では、スリップ回転偏差ωSLPERを抑制するために、比例・積分制御（以下、ＰＩ制御）により構成されたフィードバック補償器ＧCNT（ｓ）により、第１スリップ回転速度指令値ωSLPTC1を次式により算出する。
【００４６】
【数７】
2006083952.tif 000009
【００４７】
ただし、Ｋp：比例制御定数
ＫI：積分制御定数
ｓ：微分演算子
である。
【００４８】
フィードフォワードスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０６では、図３に示したマップから現在のタービン回転速度ωTRに対応したスリップ回転速度ゲインｇSLPCFFを検索して求める。
【００４９】
フィードフォワード目標コンバータトルク演算部Ｓ１０７では、第２の目標スリップ回転補正値ωSLPTC2をコンバータトルク指令値ｔCNVFFに換算するため、
【００５０】
【数８】
2006083952.tif 000010
【００５１】
より算出する。
【００５２】
同様に、フィードバックスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８では、図４に示したマップから現在のタービン回転速度ωTRに対応したスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBを検索して求める。この際に、スリップ制御を適用するタービン回転速度ωTRの範囲が図に示したＮＰ１からＮＰ２の範囲で、そのうちＦ／Ｂ用の同ゲインの範囲がＮＰ３からＮＰ４とした場合、その中央値に対するゲインを、
【００５３】
【数９】
2006083952.tif 000011
【００５４】
とし、固定値として扱う。上記（９）式のｇｓ３、ｇｓ４はそれぞれ図４のマップのフィードバック用ゲインの範囲ＮＰ３、ＮＰ４に対応したゲインである。
【００５５】
フィードバック目標コンバータトルク演算部Ｓ１０９では、第１スリップ回転速度指令値ωSLPTC1を次式によりトルク指令値ｔCNVCFBに換算する。
【００５６】
【数１０】
2006083952.tif 000012
【００５７】
目標コンバータトルク演算部Ｓ１１０では、タービン回転速度ωTRに応じて、第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1を達成するための目標コンバータトルクｔCNVCを次式より算出する。
【００５８】
【数１１】
2006083952.tif 000013
【００５９】
エンジントルク推定部（Ｓ１１１）では、図５に示したエンジン全性能マップを用いて、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度ＴＶＯから、エンジントルクマップ値ｔESを検索し、これにエンジンの動特性を時定数ＴEDの一次遅れとした場合のフィルタを通過させて、エンジントルク推定値ｔEHを次式より算出する。
【００６０】
【数１２】
2006083952.tif 000014
【００６１】
目標ロックアップクラッチ締結容量演算部Ｓ１１２では、エンジントルク推定値ｔEHから目標コンバータトルクｔCNVCを減算して目標ロックアップクラッチ締結容量ｔLUを次式より算出する。
【００６２】
【数１３】
2006083952.tif 000015
【００６３】
ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部Ｓ１１３では、図６に示したロックアップクラッチ容量マップから現在の目標ロックアップクラッチ締結容量ｔLUを達成するためのロックアップクラッチ締結圧指令値ＰLUCを検索する。
【００６４】
ソレノイド駆動信号演算部Ｓ１１４では、実際のロックアップクラッチ締結圧をロックアップクラッチ締結圧指令値ＰLUCにするためのロックアップデューティＳDUTYを決定する。そして、ロックアップデューティによりロックアップソレノイド４を駆動し、差圧ＰＡ−ＰＲを制御することでロックアップクラッチ締結圧を制御する。
【００６５】
以上より、２自由度系のスリップ制御において、スリップ回転速度指令値をスリップ回転速度ゲインで除算することでコンバータトルク指令値を算出する際に、Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値（第２の目標スリップ回転補正値ωSLPTC2）に関しては前記従来と同様にプライマリ回転速度に応じたスリップ回転速度ゲインｇSLPCFFを用いて演算し、Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値（第１スリップ回転速度指令値ωSLPTC1を）に関しては固定ゲインを用いることになり、スリップ制御における制御系は図７で示すようになる。
【００６６】
前記従来例のスリップ制御における制御系の構成は、図８に示す通りであり、Ｆ／Ｆによるスリップ回転速度指令値（ωSLPTC2）とＦ／Ｂによるスリップ回転速度指令値（ωSLPTC1）を加算した後に、ゲインを乗じているため、上述のようにＦ／Ｂループ内に変動要素が存在する。
【００６７】
これに対して、本発明によれば、スリップ回転速度ゲインが変動することによって、Ｆ／Ｂ補償器のゲイン設計における自由度が制限されているような場合においても、この変動幅を小さくすることでＦ／Ｂ補償器のゲイン設計の制限を緩和することができ、Ｆ／Ｆ補償器とＦ／Ｂ補償器において、各々独立した最適なスリップ回転速度ゲインを設定できるようになる。同時に、Ｆ／Ｆ補償器は従来通りの制御対象に応じた最適ゲインによる補償動作を維持できる。
【００６８】
つまり、前記従来例では、同じ運転条件（スリップ制御適用範囲）であっても、スリップ回転速度ゲインの特性が図９の破線のように上下に変動する場合、変動しない場合（図のＧＡ）と変動する場合（図のＧＢ）では、後者の方が設計時に考慮するべきゲインの変動範囲が広くなってしまう。
【００６９】
これに対して、本発明では、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８において図４から該当ゲインを検索する際に、スリップ制御の適用範囲であるタービン回転速度Ｎｐ１からＮｐ２よりも狭めた範囲であるＮｐ３からＮｐ４に対応した範囲のＦ／Ｂ用ゲインを用い、Ｆ／Ｆ用のゲインよりも変動範囲を小さくする。具体的にはマップを検察する際のタービン回転速度ωTRをＮｐ３〜Ｎｐ４の範囲に制限するのである。そして、（９）式で示したように、スリップ回転速度ゲインｇSLPCFBを固定値として扱うのである。
【００７０】
つまり、図７において、Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値ωSLPTC1＝１０、ＦＢスリップ回転速度ゲインｇSLPCFB＝１０の場合、Ｆ／Ｂ目標コンバータトルクｔCNVCFB＝１である。
【００７１】
一方、Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値ωSLPTC2＝１０、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインｇSLPCFF＝１０の場合、Ｆ／Ｆ目標コンバータトルクｔCNVCFF＝１であるため、トータルのコンバータトルク指令値ｔCNVC＝２である。
【００７２】
ここで、スリップ回転速度ゲインが１０から５に変化すると、変化するのはＦ／Ｆ側のｇSLPCFFだけでありｔCNVCFFは２へと変化する。しかし、Ｆ／Ｂ側のｇSLPCFBは１０で固定のまま変化しないため、ωSLPTC1＝１０のままでｔCNVCFB＝１を保ちながら、トータルのコンバータトルク指令値ｔCNVC＝３とすることができる。
【００７３】
つまり、スリップ回転速度ゲインの変化によってＦ／Ｂ制御系の出力ｔCNVCFBは変化しないため、Ｆ／Ｂ補償器の出力ｇSLPCFBも影響を受けない。なお、Ｆ／Ｆ目標コンバータトルクｔCNVCFFが変化するのは、２自由度制御によるＦ／Ｆ補償の効果であり、本発明の効果を制限するものではない。
【００７４】
このようにＦ／Ｂループにおけるゲインの変動幅をＦ／Ｆ小さくすることでＦ／Ｂ補償器のゲイン設計の制限を緩和することができ、Ｆ／Ｆ補償器とＦ／Ｂ補償器を用いる制御系において、各々独立した最適なスリップ回転速度ゲインを設定でき、かつ、Ｆ／Ｆ補償器は従来通りの制御対象に応じた最適ゲインによる補償動作を維持できるのである。
【００７５】
また、本発明によれば、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン（ｇSLPCFB）を（９）式で示したように、固定値とすることでＦ／Ｂループ内に変動要素が現れなくなるため、Ｆ／Ｂゲイン設計時の自由度が増すことになる。これにより、Ｆ／Ｂ補償器の入力であるスリップ回転エラーを解消することを優先したゲイン設計がやり易くなり、制御系全体の性能向上が見込める。
【００７６】
以上述べた作用効果を示すタイミングチャートを図１０に示す。ただし、Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値ωSLPTC2は一定とし、Ｆ／Ｆ制御におけるモデル推定が正しく出来ている場合のタイミングチャートで、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBが固定値の場合である。
【００７７】
時刻ｔ１にて、スロットル開度ＴＶＯの増加に伴いタービン回転速度ωＴＲが増加し始めると、図４に示したスリップ回転速度ゲインの特性に従いＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインωSLPCFFが減少し、Ｆ／Ｆコンバータトルク指令ｔCNVCFFハ増加する。しかし、本発明によれば、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBは一定値のままであるため、Ｆ／Ｂコンバータトルク指令ｔCNVCFBは一定のままとなる。
【００７８】
時刻ｔ２にて、タービン回転速度ωTRの増加が停止すると、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインｇSLPCFFの減少も停止する。時刻ｔ１からｔ２におけるコンバータトルク指令ｔCNVCの増加は、Ｆ／Ｆ分のｔCNVCFFの増加によるものであり、Ｆ／Ｂ分のｔCNVCFBは関与していない。
【００７９】
つまり、時刻ｔ１からｔ２におけるスリップ回転速度ゲインの変動はＦ／Ｆ分のみに影響しており、Ｆ／Ｂ補償器の出力であるスリップ回転速度指令値ωSLPTC1は、本発明の効果によりスリップ回転速度ゲインの変動に影響を受けておらず一定値のままである。
【００８０】
そして、図４及び（９）式のように、固定値とするＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインを、スリップ制御が適用される運転条件において、想定される変動範囲の中央値とすることで、スリップ制御を適用する運転条件に合わせた値に設定することができ、Ｆ／Ｂ補償器の入力であるスリップ回転エラーを解消することを優先したゲイン設計がよりやり易くなり、制御系全体の性能向上をさらに進めることが可能となる。
【００８１】
図１１は、第２の実施形態を示す。
【００８２】
前記第１実施形態の図４に示したスリップ制御の適用範囲を、実際の使用履歴や予測調査などにより特定する。
【００８３】
例えば、図１１のようにタービン回転速度ωTRがＮｐ５のときにスリップ制御を行なうことが多いのであれば、前記第１実施形態におけるＦ／Ｂスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８において設定するスリップ回転速度ゲインを、このＮｐ５に対応する値とする。
【００８４】
すなわち、固定値となるＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインを、スリップ制御が適用される運転条件において、最も使用頻度の高い運転条件に基づく値とすることで、スリップ回転速度ゲインはスリップ回転速度指令値をコンバータトルク指令値に換算するレートであり、最も使用頻度の高い運転条件に合わせた値に固定することは、前記換算レートの精度を向上させることになる。
【００８５】
これにより、前記第１実施形態に示した作用効果をさらに向上させて、Ｆ／Ｂ補償器の入力であるスリップ回転エラーを解消することを優先したゲイン設計がやり易くなり、制御系全体の性能向上が見込める、という効果をさらに高めることができる。
【００８６】
次に、図１２は第３の実施形態を示す。
【００８７】
図１２は、前記第１実施形態の図２に示したＦ／Ｂスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８を、マップ検索用タービン回転制限部Ｓ１０８Ａと、制限付Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８Ｂとから構成した例を示す。
【００８８】
マップ検索用タービン回転制限部Ｓ１０８Ａでは、現在のスリップ回転速度ゲインを検索する際に用いるタービン回転速度ωTRLを、図１３のマップを用いて現在のエンジントルクｔEHに対応させて制限する。
【００８９】
つまり、現在のエンジントルクｔEHに応じた制限回転の上限Ｎｐｍａｘおよび下限Ｎｐｍｉｎを設定し、マップ検索用タービン回転速度ωTRLを、前記ＮｐｍａｘからＮｐｍｉｎの間に収まるように制限する。
【００９０】
そして、制限付Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン算出部Ｓ１０８Ｂでは、制限された検索用タービン回転速度ωＴＲＬを用いて、前記第１実施形態と同様に図４のマップより対応したＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBを検索して求めるが、検索用のタービン回転速度を制限しているため、求まるＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインは制限された値となる。
【００９１】
図１４は、エンジントルクに応じてスリップ回転速度ゲインの変動幅を制限する場合のタイミングチャートを示す。
【００９２】
時刻ｔ１にて、スロットル開度ＴＶＯの増加に伴いタービン回転速度ωTRが増加し始めると、図４に示したスリップ回転速度ゲインの特性に従いＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインωSLPCFFおよびＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBが減少する。
【００９３】
このスリップ回転速度ゲインの減少に対応して、Ｆ／Ｆコンバータトルク指令ｔCNVCFFは増加するが、Ｆ／Ｂコンバータトルク指令値は、Ｆ／Ｂ補償器の出力であるＦ／Ｂスリップ回転速度指令値ωSLPTC1が減少することで一定値を保つ。
【００９４】
時刻ｔ２にて、ωTR＞ＮｐｍａｘとなるとＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBをマップ参照する際のタービン回転速度がＮｐｍａｘに制限されるため、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBも制限される。
【００９５】
このタイムチャートでは時刻ｔ２以降、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインｇSLPCFBが一定値に制限されるため、時刻ｔ１〜ｔ２間で発生していたスリップ回転速度ゲイン変動による出力変動を抑制するためのＦ／Ｂスリップ回転速度指令値ωSLPTC1の減少が停止し、時刻ｔ２以降はＦ／Ｂ補償器の負荷が減っていることになる。
【００９６】
一方、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインｇSLPCFFに関しては前記制限を行なわないため、Ｆ／Ｆコンバータトルク指令ｔCNVCFFは増加を続ける。
【００９７】
以上のように本第３実施形態においても前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができるのに加え、次のような効果を得ることができる。
【００９８】
スリップ回転速度ゲイン設定手段はトルクコンバータへの入力トルクが大きいほど、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲインの変動幅を、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲインの変動幅より小さくし、トルクコンバータへの入力トルクは、スロットル開度やエンジントルクの大きさなどで代用可能とする。
【００９９】
これによりトルクコンバータへの入力トルクが大きいほど、ロックアップクラッチにおいて必要な締結容量は増加し、アンロックアップ状態において発生するスリップ回転も大きくなる。これにより、Ｆ／Ｂ制御する場合の目標と実際のスリップ回転偏差も大きくなりＦ／Ｂ補償器自体の動作負荷が増加している。加えて、前記従来例の制御においては、入力トルク変化に伴う運転条件の変化に対応してスリップ回転速度ゲインが変動してしまうため、上記課題に挙げたスリップ回転速度ゲイン変動による出力の補償動作を行ないながら、本来のスリップ回転偏差の補償動作を行なっており、本来のＦ／Ｂ制御性能が発揮しづらい状況になっている。
【０１００】
そこで、本第３実施形態のように運転条件に合わせて、スリップ回転速度ゲインの変動幅を小さく制限することで、影響度合いを軽減できるようになり、Ｆ／Ｂ補償器本来の動作を優先させて行なうことができるようになる。
【０１０１】
図１５は、前記従来例の特許第０３２４０９７９号の図６の４４（ロックアップ機構部）に差圧バラツキ相当のオフセット分を加えたうえ、４３（線形化補償器）の構成を本発明の第３実施形態に従って構成した場合のシミュレーション結果である。
【０１０２】
図１４のタイムチャートにて説明した通り、制御対象のスリップ回転速度ゲインが変化してもＦ／Ｂ補償器の出力を除算する同回転ゲインが固定されているため、Ｆ／Ｂ出力は一定値を保っており、差圧バラツキによって操作量が変わることがない。
【０１０３】
最後にスリップ回転制御系全体の効果として、スロットル開度変化に従って目標スリップ回転を変化させ、差圧バラツキが存在する場合のシミュレーション結果を示す。従来例の結果である図１６では目標に収束する際にハンチングが発生しているが、本発明の結果である図１７では発生しておらず、目標に速やかに収束していることが分かる。
【０１０４】
なお、本発明における第３実施形態では、トルクコンバータへの入力トルクに応じてＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインに対して定常的な制限を加えるように構成したが、本発明の適用状況によってはスロットル開度やエンジントルクの変化量に応じて時間制限等による過渡的な制限を加えるようにした構成でも同様の効果が得られる。
【０１０５】
また、上記各実施形態において、Ｆ／Ｂ補償器はＰＩ制御としたが、目的に応じてより高次のコントローラを用いても、同様の効果を発揮できる。
【０１０６】
また、スリップ回転速度ゲインｇSLPCについても、特許第０３２３０４６５の実施例に記載されているように、フィルタ処理を施した値ｇSLPFを用いても良い。特に第３実施形態のように運転状態に応じてスリップ回転速度ゲインに制限を加えるような場合は、その前後の値が滑らかに繋がるようにフィルタ処理を施すとなお良い。
【０１０７】
また、上記各実施形態ではエンジントルク推定を行なう際に、予め用意したトルクマップを使用したが、ＣＡＮなどの専用の通信手段を用いて、エンジンコントローラ等からトルク推定値を受信できる構成であれば、この受信した値を用いるように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上のように、本発明に係るトルクコンバータのスリップ制御装置では、運転性に優れた車両の変速機などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態を示すトルクコンバータの概略構成図。
【図２】コントローラのフィードバック制御部の機能ブロック図。
【図３】トルクコンバータのタービン回転速度速度とＦ／Ｆスリップ回転速度ゲインの関係を示すマップ。
【図４】トルクコンバータのタービン回転速度速度とＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインの関係を示すマップ。
【図５】スロットル開度とエンジン回転速度に応じたエンジントルクのマップ。
【図６】ロックアップクラッチ締結圧とロックアップクラッチ容量の関係を示すマップ。
【図７】本発明の制御系のブロック図。
【図８】従来例の制御系のブロック図。
【図９】トルクコンバータのタービン回転速度速度とＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインの関係を示し、スリップ制御の適用範囲との関係を示すマップ。
【図１０】第１、第２の実施形態でスロットル開度を徐々に増大させたときにスリップ制御を行ったときのグラフで、スロットル開度、タービン回転速度、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲイン、Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値、Ｆ／Ｆコンバータトルク指令値、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン、Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値、Ｆ／Ｂコンバータトルク指令値、コンバータトルク指令値と時間の関係を示す。
【図１１】第２の実施形態を示し、タービン回転速度とスリップ制御の頻度の関係を示すグラフ。
【図１２】第３の実施形態を示し、図２に示したスリップ回転速度ゲイン演算部の他の例を示すブロック図。
【図１３】エンジントルクと検索用タービン回転速度の上限値と下限値の関係を示すマップ。
【図１４】第３の実施形態でスロットル開度を徐々に増大させたときにスリップ制御を行ったときのグラフで、スロットル開度、タービン回転速度、Ｆ／Ｆスリップ回転速度ゲイン、Ｆ／Ｆスリップ回転速度指令値、Ｆ／Ｆコンバータトルク指令値、Ｆ／Ｂスリップ回転速度ゲイン、Ｆ／Ｂスリップ回転速度指令値、Ｆ／Ｂコンバータトルク指令値、コンバータトルク指令値と時間の関係を示す。
【図１５】第３の実施形態を前記従来例に適用した場合のグラフで、回転ゲイン、スリップ回転速度、Ｆ／Ｂ出力、スリップ回転速度偏差と時間の関係を示す。
【図１６】従来例を示し、スロットル開度変化に従って目標スリップ回転を変化させ、差圧バラツキが存在する場合で、スリップ回転速度、エンジントルク、スロットル開度と時間の関係を示す。
【図１７】第３の実施形態を示し、スロットル開度変化に従って目標スリップ回転を変化させ、差圧バラツキが存在する場合で、スリップ回転速度、エンジントルク、スロットル開度と時間の関係を示す。
【符号の説明】
【０１１０】
１  トルクコンバータ
２  ロックアップクラッチ
３  ロックアップ制御弁
４  ロックアップソレノイド
５  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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